JP3041169B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、マトリクス状に配され
た各画素に非線形アクティブ素子が配されたツイストネ
マチック型液晶表示装置に関する。
た各画素に非線形アクティブ素子が配されたツイストネ
マチック型液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示装置は、比較的表示容量の小さ
い電卓やデジタル時計は勿論のこと、表示容量の大きい
ワードプロセッサやパーソナルコンピュータなどの表示
に広く使用されている。
い電卓やデジタル時計は勿論のこと、表示容量の大きい
ワードプロセッサやパーソナルコンピュータなどの表示
に広く使用されている。
【０００３】液晶表示装置の駆動には、デューティ駆動
方式やスタティック駆動方式が使用されているが、最近
では各画素に非線形素子、例えばＴＦＴ（Thin Film Tr
ansistor）素子などの三端子素子やダイオード素子など
の二端子素子を配して、高コントラストが得られるよう
にしたアクティブ駆動方式が多用されている。そして、
このアクティブ駆動方式は、ツイステッドネマチック
（ＴＮ）型液晶表示装置に使用されている。
方式やスタティック駆動方式が使用されているが、最近
では各画素に非線形素子、例えばＴＦＴ（Thin Film Tr
ansistor）素子などの三端子素子やダイオード素子など
の二端子素子を配して、高コントラストが得られるよう
にしたアクティブ駆動方式が多用されている。そして、
このアクティブ駆動方式は、ツイステッドネマチック
（ＴＮ）型液晶表示装置に使用されている。
【０００４】図４（ａ）に、アクティブ駆動される従来
のＴＮ型液晶表示装置の構成を示す。この液晶表示装置
は、液晶パネル２を挟んで第１の偏光板１と第２の偏光
板３とが設けられた構成となっており、第１の偏光板１
側が前側にして使用される。液晶パネル２は、ガラスや
プラスチックなどからなる一対の基板４，４間に、ネマ
チック液晶層５を挟み込むことによって形成され、その
液晶分子のツイスト角は９０°前後とされている。
のＴＮ型液晶表示装置の構成を示す。この液晶表示装置
は、液晶パネル２を挟んで第１の偏光板１と第２の偏光
板３とが設けられた構成となっており、第１の偏光板１
側が前側にして使用される。液晶パネル２は、ガラスや
プラスチックなどからなる一対の基板４，４間に、ネマ
チック液晶層５を挟み込むことによって形成され、その
液晶分子のツイスト角は９０°前後とされている。
【０００５】この液晶表示装置における液晶材料の設計
については、例えばフッ素系液晶を用いた場合に、液晶
材料の屈折率Δｎを０．０５以上０．１２以下、セルギ
ャップｄを３μｍ以上１０μｍ以下とすることが提案さ
れている（特公平４−１４３２９号）。
については、例えばフッ素系液晶を用いた場合に、液晶
材料の屈折率Δｎを０．０５以上０．１２以下、セルギ
ャップｄを３μｍ以上１０μｍ以下とすることが提案さ
れている（特公平４−１４３２９号）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】かかる提案をノーマリ
・ホワイト型（ポジ反射型）やノーマリ・ブラック型
（ネガ透過型）の液晶表示装置に適用する場合におい
て、その表示モードによっては表示品位が劣るものとな
るという問題がある。これを以下に詳述する。
・ホワイト型（ポジ反射型）やノーマリ・ブラック型
（ネガ透過型）の液晶表示装置に適用する場合におい
て、その表示モードによっては表示品位が劣るものとな
るという問題がある。これを以下に詳述する。
【０００７】ポジ反射型に適用する場合には、前記第１
の偏光板１に、例えば偏光板ＮＰＦ−１２０５Ｄｕ（日
東電工製）を一方の側に使用すると共に、図４（ｂ）、
（ｃ）に示すように、その透過軸が隣接する液晶分子の
配向軸（ラビング軸）に平行または直交する方向に配置
し、第２の偏光板３に偏光板ＮＰＦ−Ｆ３２０５Ｍ（日
東電工製）を使用すると共に、図４（ｂ）、（ｃ）に示
すように、その透過軸が隣接する液晶分子の配向軸に平
行または直交する方向に配置する。なお、第１の偏光板
１の透過軸と第２の偏光板３の透過軸とは直交する方向
に配置する。この場合には、表示品位としては比較的良
好であるものの背景色が若干青みががる。
の偏光板１に、例えば偏光板ＮＰＦ−１２０５Ｄｕ（日
東電工製）を一方の側に使用すると共に、図４（ｂ）、
（ｃ）に示すように、その透過軸が隣接する液晶分子の
配向軸（ラビング軸）に平行または直交する方向に配置
し、第２の偏光板３に偏光板ＮＰＦ−Ｆ３２０５Ｍ（日
東電工製）を使用すると共に、図４（ｂ）、（ｃ）に示
すように、その透過軸が隣接する液晶分子の配向軸に平
行または直交する方向に配置する。なお、第１の偏光板
１の透過軸と第２の偏光板３の透過軸とは直交する方向
に配置する。この場合には、表示品位としては比較的良
好であるものの背景色が若干青みががる。
【０００８】一方、ネガ透過型に適用する場合には、例
えば偏光板ＮＰＦ−Ｇ１２２０ＤｕＮ，Ｇ１２２５Ｄｕ
Ｎ，Ｇ１２２０Ｄｕ，Ｇ１２２５Ｄｕ，Ｆ１２２０Ｄｕ
およびＦ１２２５Ｄｕ（総て日東電工製）のうちの１種
類または２種類を、２つの偏光板１、３に使用すると共
に、図４（ｄ）、（ｅ）に示すように、各偏光板の透過
軸が隣接する液晶分子の配向軸に直交する方向に配置す
る。なお、第１の偏光板１の透過軸と第２の偏光板３の
透過軸とは平行する方向に配置する。この場合には、背
景色が黒にならずに青みががる。また、ＯＦＦ電圧を印
加した時には点灯色が青みががった黒となり、ＯＮ電圧
を印加した時には点灯色が青っぽい白色になり、表示品
位が極めて悪くなるという問題があった。
えば偏光板ＮＰＦ−Ｇ１２２０ＤｕＮ，Ｇ１２２５Ｄｕ
Ｎ，Ｇ１２２０Ｄｕ，Ｇ１２２５Ｄｕ，Ｆ１２２０Ｄｕ
およびＦ１２２５Ｄｕ（総て日東電工製）のうちの１種
類または２種類を、２つの偏光板１、３に使用すると共
に、図４（ｄ）、（ｅ）に示すように、各偏光板の透過
軸が隣接する液晶分子の配向軸に直交する方向に配置す
る。なお、第１の偏光板１の透過軸と第２の偏光板３の
透過軸とは平行する方向に配置する。この場合には、背
景色が黒にならずに青みががる。また、ＯＦＦ電圧を印
加した時には点灯色が青みががった黒となり、ＯＮ電圧
を印加した時には点灯色が青っぽい白色になり、表示品
位が極めて悪くなるという問題があった。
【０００９】本発明は、表示品位を改善できるＴＮ型の
液晶表示装置を提供することを目的とする。
液晶表示装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、マトリクス状に配された各画素に対し非線形アクテ
ィブ素子が設けられたツイストネマチック型液晶表示装
置において、液晶パネルの少なくとも一方の側に、レタ
ーデーション値Ｒｅが４５５ｎｍであるポリビニルアル
コール製の一軸延伸高分子フィルムからなる位相差板が
配置され、前記液晶パネルにおける液晶材料の屈折率Δ
ｎとセルギャップｄとの積Δｎｄを前記位相差板のレタ
ーデーション値Ｒｅから引いた値が６０〜６５ｎｍであ
る構成であるので、そのことにより上記目的が達成され
る。
は、マトリクス状に配された各画素に対し非線形アクテ
ィブ素子が設けられたツイストネマチック型液晶表示装
置において、液晶パネルの少なくとも一方の側に、レタ
ーデーション値Ｒｅが４５５ｎｍであるポリビニルアル
コール製の一軸延伸高分子フィルムからなる位相差板が
配置され、前記液晶パネルにおける液晶材料の屈折率Δ
ｎとセルギャップｄとの積Δｎｄを前記位相差板のレタ
ーデーション値Ｒｅから引いた値が６０〜６５ｎｍであ
る構成であるので、そのことにより上記目的が達成され
る。
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【作用】本発明の対象である非線形アクティブ素子を備
えたツイストネマチック型液晶表示装置においては、ア
クティブ素子の容量・抵抗と液晶層の容量・抵抗との関
係、並びに光学設計をする上で液晶材料の屈折率Δｎを
考慮することが重要である。例えば、アクティブ素子と
してＭＩＭ素子（二端子非線形素子）を使った液晶表示
装置では、図２に示す素子容量ＣM と液晶容量ＣLとの
比率が１対１０の場合に良好な素子特性が得られること
が知られている。
えたツイストネマチック型液晶表示装置においては、ア
クティブ素子の容量・抵抗と液晶層の容量・抵抗との関
係、並びに光学設計をする上で液晶材料の屈折率Δｎを
考慮することが重要である。例えば、アクティブ素子と
してＭＩＭ素子（二端子非線形素子）を使った液晶表示
装置では、図２に示す素子容量ＣM と液晶容量ＣLとの
比率が１対１０の場合に良好な素子特性が得られること
が知られている。
【００１４】ここで、ＭＩＭ素子が、例えばＴａ／Ｔａ
2Ｏ5／Ｔｉ構造の場合、Ｔａ2Ｏ5からなる絶縁膜の誘電
率εｒを２４、その絶縁膜の膜厚を７００オングストロ
ーム、素子サイズを５μｍ×５μｍとすると、素子容量
ＣMは０．０７６ｐＦとなる。このとき、素子容量ＣMと
液晶容量ＣLの比率を１対１０に設定するためには、液
晶容量ＣLを０．７６ｐＦとしなければならない。
2Ｏ5／Ｔｉ構造の場合、Ｔａ2Ｏ5からなる絶縁膜の誘電
率εｒを２４、その絶縁膜の膜厚を７００オングストロ
ーム、素子サイズを５μｍ×５μｍとすると、素子容量
ＣMは０．０７６ｐＦとなる。このとき、素子容量ＣMと
液晶容量ＣLの比率を１対１０に設定するためには、液
晶容量ＣLを０．７６ｐＦとしなければならない。
【００１５】かかる液晶容量ＣLにする場合において、
例えば画素ピッチが０．２５〜０．３ｍｍである液晶表
示装置では、液晶の誘電率εｒを５〜１３に、また液晶
パネルのセルギャップｄを４〜１０μｍに設定する必要
がある。また、このような液晶表示装置では、液晶に高
電圧保持の特性が必要とされ、一般的には、フッ素系の
液晶材料が使用されている。フッ素系液晶は、誘電率が
低く、アクティブ素子と組み合わせた場合は、液晶パネ
ルのセルギャップｄを小さくする必要がある。また、フ
ッ素系液晶は、屈折率Δｎが小さいために通常ではファ
ースト・ミニマム設計用として使用される。
例えば画素ピッチが０．２５〜０．３ｍｍである液晶表
示装置では、液晶の誘電率εｒを５〜１３に、また液晶
パネルのセルギャップｄを４〜１０μｍに設定する必要
がある。また、このような液晶表示装置では、液晶に高
電圧保持の特性が必要とされ、一般的には、フッ素系の
液晶材料が使用されている。フッ素系液晶は、誘電率が
低く、アクティブ素子と組み合わせた場合は、液晶パネ
ルのセルギャップｄを小さくする必要がある。また、フ
ッ素系液晶は、屈折率Δｎが小さいために通常ではファ
ースト・ミニマム設計用として使用される。
【００１６】上記ファースト・ミニマム設計は、例えば
特公平４−１４３２９号に開示されているように、ノー
マリ・ホワイト型（ポジ透過型および反射型）としては
表示品位に優れるが、そのΔｎｄの設計のままノーマリ
・ブラック型（ネガ透過型）にすると、Δｎｄの設定が
小さいために光漏れが生じ、ＯＦＦ電圧印加時および背
景色に黒の色調が出ないという問題を生じる。
特公平４−１４３２９号に開示されているように、ノー
マリ・ホワイト型（ポジ透過型および反射型）としては
表示品位に優れるが、そのΔｎｄの設計のままノーマリ
・ブラック型（ネガ透過型）にすると、Δｎｄの設定が
小さいために光漏れが生じ、ＯＦＦ電圧印加時および背
景色に黒の色調が出ないという問題を生じる。
【００１７】この問題に対しては、液晶材料の誘電率を
大きくするかセルギャップｄを大きくすれば良いが、そ
うすると、素子容量ＣMと液晶容量ＣLとの比率が１対１
０から外れ、表示品位の大幅な低下が生じる。
大きくするかセルギャップｄを大きくすれば良いが、そ
うすると、素子容量ＣMと液晶容量ＣLとの比率が１対１
０から外れ、表示品位の大幅な低下が生じる。
【００１８】そこで、本発明の液晶表示装置では、位相
差板を用いる。これにより、液晶材料を設計変更するこ
となく、ネガ透過型表示モードでの黒の色調を向上する
ことが可能となる。
差板を用いる。これにより、液晶材料を設計変更するこ
となく、ネガ透過型表示モードでの黒の色調を向上する
ことが可能となる。
【００１９】本発明の液晶表示装置では、また、ポリビ
ニルアルコール（ＰＶＡ）のような低波長分散型一軸延
伸高分子フィルムからなる位相差板を用いることによ
り、ＯＦＦ電圧印加時の黒および背景色の黒の色調をよ
り黒くすることができる。すなわち、特公平４−１４３
２９号に開示されされているような液晶設計における低
屈折率の液晶波長分散が小さいことに加え、９０°ツイ
ストした旋光成分の実効的な波長分散（位相差）の増加
を考慮しても、液晶パネル全体の波長分散が小さいの
で、例えばポリカーボネート（ＰＣ）のような大きな波
長分散を持つ位相差板よりも、ポリビニルアルコールの
ような低波長分散を持つ位相差板の方が、より高い補償
が得られる。そのため、ポリビニルアルコールのような
低波長分散を持つ位相差板を用いることにより、ＯＦＦ
電圧印加時の黒および背景色の黒の色調がより黒くな
る。
ニルアルコール（ＰＶＡ）のような低波長分散型一軸延
伸高分子フィルムからなる位相差板を用いることによ
り、ＯＦＦ電圧印加時の黒および背景色の黒の色調をよ
り黒くすることができる。すなわち、特公平４−１４３
２９号に開示されされているような液晶設計における低
屈折率の液晶波長分散が小さいことに加え、９０°ツイ
ストした旋光成分の実効的な波長分散（位相差）の増加
を考慮しても、液晶パネル全体の波長分散が小さいの
で、例えばポリカーボネート（ＰＣ）のような大きな波
長分散を持つ位相差板よりも、ポリビニルアルコールの
ような低波長分散を持つ位相差板の方が、より高い補償
が得られる。そのため、ポリビニルアルコールのような
低波長分散を持つ位相差板を用いることにより、ＯＦＦ
電圧印加時の黒および背景色の黒の色調がより黒くな
る。
【００２０】また、位相差板にポリビニルアルコールか
らなる低波長分散型一軸延伸高分子フィルムを使用する
場合、そのレターデーション値Ｒｅが４００〜５００ｎ
ｍのものを用いると、黒の色調をより改善できる。特に
望ましいレターデーション値Ｒｅは、４５０〜４６０ｎ
ｍである。
らなる低波長分散型一軸延伸高分子フィルムを使用する
場合、そのレターデーション値Ｒｅが４００〜５００ｎ
ｍのものを用いると、黒の色調をより改善できる。特に
望ましいレターデーション値Ｒｅは、４５０〜４６０ｎ
ｍである。
【００２１】本発明の液晶表示装置では、また、位相差
板の位相差（レターデーション値Ｒｅ）を液晶パネルの
位相差（液晶材料の屈折率Δｎとセルギャップｄとの積
Δｎｄ）よりも大きくすることにより、ＯＦＦ電圧印加
時および背景色の黒の色調をより向上させることができ
る。すなわち、液晶パネルの基板近傍の液晶分子は強い
壁効果を受け、容易に動くことができない。このため、
液晶パネルを透過する光は基板近傍においては液晶バル
ク中と異なる挙動を示す。その結果、透過光にいわゆる
漏れ光が生じる。これを補償するために種々検討した結
果、位相差板のレターデーション値Ｒｅを液晶パネルの
位相差（Δｎｄ）よりも８．５〜１０８．５ｎｍ、望ま
しくは６０〜６５ｎｍ大きくすることが有効であること
を見出した。これにより、より高い補償効果が得られ、
ＯＦＦ電圧印加時および背景色の黒の色調がより向上す
る。
板の位相差（レターデーション値Ｒｅ）を液晶パネルの
位相差（液晶材料の屈折率Δｎとセルギャップｄとの積
Δｎｄ）よりも大きくすることにより、ＯＦＦ電圧印加
時および背景色の黒の色調をより向上させることができ
る。すなわち、液晶パネルの基板近傍の液晶分子は強い
壁効果を受け、容易に動くことができない。このため、
液晶パネルを透過する光は基板近傍においては液晶バル
ク中と異なる挙動を示す。その結果、透過光にいわゆる
漏れ光が生じる。これを補償するために種々検討した結
果、位相差板のレターデーション値Ｒｅを液晶パネルの
位相差（Δｎｄ）よりも８．５〜１０８．５ｎｍ、望ま
しくは６０〜６５ｎｍ大きくすることが有効であること
を見出した。これにより、より高い補償効果が得られ、
ＯＦＦ電圧印加時および背景色の黒の色調がより向上す
る。
【００２２】同様に、位相差板の配置について種々検討
した結果、ネガ透過型表示モードでは、バックライト光
源が液晶パネルの背面側にあるため、液晶パネルの前面
に位相差板を配置した方が、より高い補償効果が得ら
れ、ＯＦＦ電圧印加時および背景色の黒の色調がより向
上することが判明した。さらに、位相差板の遅相軸を偏
光板の透過軸に一致させないことにより、位相差板およ
び偏光板の斜め方向からの着色を防止でき、その結果、
視角依存性が小さくなることも明らかになった。そこ
で、本発明の液晶表示装置では、液晶パネルを挟んで第
１の偏光板と第２の偏光板とを配設し、かつ、第１の偏
光板と液晶パネルとの間に位相差板を配した構成とし、
第１の偏光板側を表面側にして用いる。この構成におい
て、位相差板はその遅相軸を該位相差板に隣接する側の
基板の液晶分子配向軸に対して時計方向に０゜以上１５
゜以下の範囲で、望ましくは１０°ずらして配設し、第
１の偏光板は、その透過軸を第１の偏光板に隣接する側
の基板の液晶分子配向軸に対して８５゜以上９５゜以下
の範囲で交差させ、望ましくは直交させて配設し、更に
第２の偏光板はその透過軸を第２の偏光板に隣接する側
の基板の液晶分子配向軸に対して時計方向に−５゜以上
＋１０゜以下の範囲で、望ましくは＋５゜ずらして配設
する。
した結果、ネガ透過型表示モードでは、バックライト光
源が液晶パネルの背面側にあるため、液晶パネルの前面
に位相差板を配置した方が、より高い補償効果が得ら
れ、ＯＦＦ電圧印加時および背景色の黒の色調がより向
上することが判明した。さらに、位相差板の遅相軸を偏
光板の透過軸に一致させないことにより、位相差板およ
び偏光板の斜め方向からの着色を防止でき、その結果、
視角依存性が小さくなることも明らかになった。そこ
で、本発明の液晶表示装置では、液晶パネルを挟んで第
１の偏光板と第２の偏光板とを配設し、かつ、第１の偏
光板と液晶パネルとの間に位相差板を配した構成とし、
第１の偏光板側を表面側にして用いる。この構成におい
て、位相差板はその遅相軸を該位相差板に隣接する側の
基板の液晶分子配向軸に対して時計方向に０゜以上１５
゜以下の範囲で、望ましくは１０°ずらして配設し、第
１の偏光板は、その透過軸を第１の偏光板に隣接する側
の基板の液晶分子配向軸に対して８５゜以上９５゜以下
の範囲で交差させ、望ましくは直交させて配設し、更に
第２の偏光板はその透過軸を第２の偏光板に隣接する側
の基板の液晶分子配向軸に対して時計方向に−５゜以上
＋１０゜以下の範囲で、望ましくは＋５゜ずらして配設
する。
【００２３】また、ＯＮ電圧印加時の白の色調をより白
くするために、偏光板の種類を種々検討したところ、表
面側、すなわち光射出側の偏光板の透過率を、反対側の
偏光板の透過率よりも高くするのが有効なことが判明し
た。
くするために、偏光板の種類を種々検討したところ、表
面側、すなわち光射出側の偏光板の透過率を、反対側の
偏光板の透過率よりも高くするのが有効なことが判明し
た。
【００２４】そこで、本発明の液晶表示装置では、第１
の偏光板の透過率を第２の偏光板の透過率よりも大きく
する。これにより、ＯＮ電圧印加時の白の色調がより白
く表示される。これは、液晶パネルおよび位相差板を順
に透過してきた光が、表面側の位相差板で減衰するのを
少なくできるからである。望ましいのは、第１の偏光板
の透過率を第２の偏光板の透過率よりも３〜６％大きく
した場合である。
の偏光板の透過率を第２の偏光板の透過率よりも大きく
する。これにより、ＯＮ電圧印加時の白の色調がより白
く表示される。これは、液晶パネルおよび位相差板を順
に透過してきた光が、表面側の位相差板で減衰するのを
少なくできるからである。望ましいのは、第１の偏光板
の透過率を第２の偏光板の透過率よりも３〜６％大きく
した場合である。
【００２５】
【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
する。
【００２６】図１（ａ）は、本実施例の液晶表示装置を
模式的に示す断面図である。この液晶表示装置は、各画
素にアクティブ素子を配し、ネガ透過型表示モードで使
用される９０°捩じれツイストネマチック型液晶表示装
置であり、液晶パネル２を挟んで第１の偏光板１と第２
の偏光板３とが設けられ、第１の偏光板１と液晶パネル
２との間に位相差板７が挟まれた構成となっており、第
１の偏光板１側を表面側にして用いられる。
模式的に示す断面図である。この液晶表示装置は、各画
素にアクティブ素子を配し、ネガ透過型表示モードで使
用される９０°捩じれツイストネマチック型液晶表示装
置であり、液晶パネル２を挟んで第１の偏光板１と第２
の偏光板３とが設けられ、第１の偏光板１と液晶パネル
２との間に位相差板７が挟まれた構成となっており、第
１の偏光板１側を表面側にして用いられる。
【００２７】上記液晶パネル２は、アクティブマトリク
ス型のものが使用されており、ガラスやプラスチックな
どからなる一対の基板４，４間に、ネマチック液晶層５
を挟み込むことによって形成されている。基板４，４の
一方には、ストライプ状の走査用電極が形成され、他方
にはストライプ状の信号供給用電極が前記走査用電極と
直交して形成され、信号供給用電極と走査用電極とが交
差する部分に非線形アクティブ素子としてのＭＩＭ素子
が形成されている。このＭＩＭ素子は、Ｔａ／Ｔａ2 Ｏ
5 ／Ｔｉ構造からなる。また、両基板４，４の液晶層５
側表面に配向膜（図示せず）が形成されている。この配
向膜には斜方蒸着や高分子膜のラビング処理などによ
り、液晶分子を一方向に揃える配向処理が施されてお
り、これによう液晶層５における液晶分子のツイスト角
が９０°に調整されることとなる。
ス型のものが使用されており、ガラスやプラスチックな
どからなる一対の基板４，４間に、ネマチック液晶層５
を挟み込むことによって形成されている。基板４，４の
一方には、ストライプ状の走査用電極が形成され、他方
にはストライプ状の信号供給用電極が前記走査用電極と
直交して形成され、信号供給用電極と走査用電極とが交
差する部分に非線形アクティブ素子としてのＭＩＭ素子
が形成されている。このＭＩＭ素子は、Ｔａ／Ｔａ2 Ｏ
5 ／Ｔｉ構造からなる。また、両基板４，４の液晶層５
側表面に配向膜（図示せず）が形成されている。この配
向膜には斜方蒸着や高分子膜のラビング処理などによ
り、液晶分子を一方向に揃える配向処理が施されてお
り、これによう液晶層５における液晶分子のツイスト角
が９０°に調整されることとなる。
【００２８】液晶層５の液晶には、前記ＭＩＭ素子の容
量と液晶の容量との比を１対１０に設計するために、フ
ッ素系の液晶（メルク製ＺＬＩ−３０２１）を使用し、
その捩じれ角を９０°、セル厚４．５μｍとした。ま
た、表示面における画素数を６４０×４８０、画素のド
ットサイズを０．２５ｍｍ、ＭＩＭ素子サイズを５×６
μｍとした。
量と液晶の容量との比を１対１０に設計するために、フ
ッ素系の液晶（メルク製ＺＬＩ−３０２１）を使用し、
その捩じれ角を９０°、セル厚４．５μｍとした。ま
た、表示面における画素数を６４０×４８０、画素のド
ットサイズを０．２５ｍｍ、ＭＩＭ素子サイズを５×６
μｍとした。
【００２９】位相差板７は、ポリビニルアルコール（Ｐ
ＶＡ）製の低波長分散型−軸延伸高分子フィルムからな
る。その位相差であるレターデーション値Ｒｅは４００
〜５００ｎｍ、望ましくは４５０〜４６０ｎｍである。
液晶パネル２の位相差、すなわち、液晶材料の屈折率Δ
ｎとセルギャップｄとの積Δｎｄは、４００ｎｍ以下で
ある。そして、レターデーション値ＲｅはΔｎｄより
８．５〜１０８．５ｎｍ、望ましくは６０〜６５ｎｍ大
きくされている。
ＶＡ）製の低波長分散型−軸延伸高分子フィルムからな
る。その位相差であるレターデーション値Ｒｅは４００
〜５００ｎｍ、望ましくは４５０〜４６０ｎｍである。
液晶パネル２の位相差、すなわち、液晶材料の屈折率Δ
ｎとセルギャップｄとの積Δｎｄは、４００ｎｍ以下で
ある。そして、レターデーション値ＲｅはΔｎｄより
８．５〜１０８．５ｎｍ、望ましくは６０〜６５ｎｍ大
きくされている。
【００３０】また、図１（ｂ）に示すように、位相差板
７はその遅相軸を該位相差板７に隣接する側にある基板
４の配向膜の液晶分子配向軸に対して時計方向に０゜以
上１５゜以下の範囲で、望ましくは１０°ずらして配設
し、第１の偏光板１は、その透過軸を第１の偏光板１に
隣接する側にある基板４の配向膜の液晶分子配向軸に対
して８５゜以上９５゜以下の範囲で交差させ、望ましく
は直交させて配設し、更に第２の偏光板３はその透過軸
を第２の偏光板３に隣接する側にある基板４の配向膜の
液晶分子配向軸に対して時計方向に−５゜以上＋１０゜
以下の範囲で、望ましくは５゜ずらして配設してある。
さらに、第１の偏光板１の透過率は、第２の偏光板３の
透過率よりも３〜６％大きくされている。
７はその遅相軸を該位相差板７に隣接する側にある基板
４の配向膜の液晶分子配向軸に対して時計方向に０゜以
上１５゜以下の範囲で、望ましくは１０°ずらして配設
し、第１の偏光板１は、その透過軸を第１の偏光板１に
隣接する側にある基板４の配向膜の液晶分子配向軸に対
して８５゜以上９５゜以下の範囲で交差させ、望ましく
は直交させて配設し、更に第２の偏光板３はその透過軸
を第２の偏光板３に隣接する側にある基板４の配向膜の
液晶分子配向軸に対して時計方向に−５゜以上＋１０゜
以下の範囲で、望ましくは５゜ずらして配設してある。
さらに、第１の偏光板１の透過率は、第２の偏光板３の
透過率よりも３〜６％大きくされている。
【００３１】したがって、かかる構成の液晶表示装置に
おいては、上述した作用の欄の記載より、ＯＦＦ電圧印
加時および背景白の黒の色調が向上し、またＯＮ電圧印
加時に白の色調がより白くなる。
おいては、上述した作用の欄の記載より、ＯＦＦ電圧印
加時および背景白の黒の色調が向上し、またＯＮ電圧印
加時に白の色調がより白くなる。
【００３２】本発明において、位相差板のレターデーシ
ョン値Ｒｅを４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下に限定する
理由を以下に説明する。
ョン値Ｒｅを４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下に限定する
理由を以下に説明する。
【００３３】表１は、ポリビニルアルコール製の一軸延
伸高分子フィルムからなる位相差板のレターデーション
値Ｒｅと表示品位との関係を調査した結果を示す。な
お、ポリカーボネート製の一軸延伸高分子フィルムから
なる位相差板を使用した場合を併せて示す。
伸高分子フィルムからなる位相差板のレターデーション
値Ｒｅと表示品位との関係を調査した結果を示す。な
お、ポリカーボネート製の一軸延伸高分子フィルムから
なる位相差板を使用した場合を併せて示す。
【００３４】
【表１】
【００３５】この調査において、液晶表示装置の構成は
以下の通りとした。即ち、第１の偏光板として日東電工
製ＮＰＦ−Ｇ１２２５ＤｕＮを使用し、第２の偏光板と
して日東電工製ＮＰＦ−Ｇ１２２０Ｄｕを使用した。位
相差板の遅相軸は、隣接する液晶表面の液晶分子配向軸
に対して、時計方向に１０°ずらせた。また、第１の偏
光板の透過軸は、隣接する液晶表面の液晶分子配向軸に
直交させ、第２の偏光板の透過軸は、隣接する液晶表面
の液晶分子配向軸に対して、時計方向に５°ずらせた構
成とした。なお、液晶材料の屈折率Δｎとセルギャップ
ｄとの積Δｎｄは３９１．５ｎｍとした。
以下の通りとした。即ち、第１の偏光板として日東電工
製ＮＰＦ−Ｇ１２２５ＤｕＮを使用し、第２の偏光板と
して日東電工製ＮＰＦ−Ｇ１２２０Ｄｕを使用した。位
相差板の遅相軸は、隣接する液晶表面の液晶分子配向軸
に対して、時計方向に１０°ずらせた。また、第１の偏
光板の透過軸は、隣接する液晶表面の液晶分子配向軸に
直交させ、第２の偏光板の透過軸は、隣接する液晶表面
の液晶分子配向軸に対して、時計方向に５°ずらせた構
成とした。なお、液晶材料の屈折率Δｎとセルギャップ
ｄとの積Δｎｄは３９１．５ｎｍとした。
【００３６】この構成において、位相差板として、レタ
ーデーション値Ｒｅが３９０，４００，４２０，４６
０，４８０，５００，５２０ｎｍのポリビニルアルコー
ル（ＰＶＡ）−軸延伸高分子フィルムからなるものを交
換して調査を行った。
ーデーション値Ｒｅが３９０，４００，４２０，４６
０，４８０，５００，５２０ｎｍのポリビニルアルコー
ル（ＰＶＡ）−軸延伸高分子フィルムからなるものを交
換して調査を行った。
【００３７】表１から理解されるように、レターデーシ
ョン値Ｒｅが４００〜５００ｎｍ、Δｎｄとの差でいえ
ば８．５〜１０８．５のときに、ＯＦＦ電圧印加時の黒
および背景色の黒の色調を改善することができる。特
に、Ｒｅ−Δｎｄが６０〜６５ｎｍのとき、あるいはレ
ターデーション値Ｒｅが４５０〜４６０ｎｍが良好であ
る。
ョン値Ｒｅが４００〜５００ｎｍ、Δｎｄとの差でいえ
ば８．５〜１０８．５のときに、ＯＦＦ電圧印加時の黒
および背景色の黒の色調を改善することができる。特
に、Ｒｅ−Δｎｄが６０〜６５ｎｍのとき、あるいはレ
ターデーション値Ｒｅが４５０〜４６０ｎｍが良好であ
る。
【００３８】一方、位相差板にポリカーボネート製のも
のを使用する場合は、そのレターデーション値Ｒｅは位
相差板がポリビニルアルコール製の場合よりも高めにシ
フトし、５６０〜５７０ｎｍが特に良好であった。高め
にシフトする理由は、図３に示すように、ポリビニルア
ルコール（ＰＶＡ）とポリカーボネート（ＰＣ）との波
長分散特性が異なるためである。なお、さらに、最適の
レターデーション値Ｒｅを求めたところ、ポリビニルア
ルコール（ＰＶＡ）では４５５ｎｍ、ポリカーボネート
（ＰＣ）では５６５ｎｍが得られた。
のを使用する場合は、そのレターデーション値Ｒｅは位
相差板がポリビニルアルコール製の場合よりも高めにシ
フトし、５６０〜５７０ｎｍが特に良好であった。高め
にシフトする理由は、図３に示すように、ポリビニルア
ルコール（ＰＶＡ）とポリカーボネート（ＰＣ）との波
長分散特性が異なるためである。なお、さらに、最適の
レターデーション値Ｒｅを求めたところ、ポリビニルア
ルコール（ＰＶＡ）では４５５ｎｍ、ポリカーボネート
（ＰＣ）では５６５ｎｍが得られた。
【００３９】表２は、最適のレターデーション値Ｒｅを
持つ位相差板を用いて前同様に構成した液晶表示装置に
おける黒の色調を調査した結果を示す。
持つ位相差板を用いて前同様に構成した液晶表示装置に
おける黒の色調を調査した結果を示す。
【００４０】
【表２】
【００４１】この表２から理解されるように、ポリビニ
ルアルコール（ＰＶＡ）では彩度Ｃ＝３．２３、ポリカ
ーボネート（ＰＣ）では彩度Ｃ＝９．２３となり、ポリ
ビニルアルコール（ＰＶＡ）の方が、より黒い色調を得
られることが分かった。
ルアルコール（ＰＶＡ）では彩度Ｃ＝３．２３、ポリカ
ーボネート（ＰＣ）では彩度Ｃ＝９．２３となり、ポリ
ビニルアルコール（ＰＶＡ）の方が、より黒い色調を得
られることが分かった。
【００４２】表３は、偏光板の種類（透過率）を変えて
同様の調査を行った結果を示す。
同様の調査を行った結果を示す。
【００４３】
【表３】
【００４４】この表３より理解されるように、ＯＮ電圧
印加時の色調は、表面側の第１の偏光板として日東電工
製ＮＰＦ−Ｇ１２２５ＤｕＮを使用し、裏面側の第２の
偏光板として日東電工製ＮＰＦ−Ｇ１２２０Ｄｕを使用
したときに最も良好であり、このときの偏光板の透過率
の差は３％であった。
印加時の色調は、表面側の第１の偏光板として日東電工
製ＮＰＦ−Ｇ１２２５ＤｕＮを使用し、裏面側の第２の
偏光板として日東電工製ＮＰＦ−Ｇ１２２０Ｄｕを使用
したときに最も良好であり、このときの偏光板の透過率
の差は３％であった。
【００４５】なお、上述したように本発明の液晶表示装
置において、位相差板の遅相軸を、隣接する液晶表面の
液晶分子配向軸に対して時計方向に０゜以上１５゜以下
の範囲で、望ましくは１０°ずらせ、第１の偏光板の透
過軸を、隣接する液晶表面の液晶分子配向軸に８５゜以
上９５゜以下の範囲で交差させ、望ましくは直交させ、
第２の偏光板の透過軸を、隣接する液晶表面の液晶分子
配向軸に対して、時計方向に−５゜以上＋１０゜以下の
範囲で、望ましくは５°ずらせたのは、位相差板の遅相
軸が偏光板の透過軸に直交すると、視野角が狭くなるこ
とが分かったので、これを避けるためである。
置において、位相差板の遅相軸を、隣接する液晶表面の
液晶分子配向軸に対して時計方向に０゜以上１５゜以下
の範囲で、望ましくは１０°ずらせ、第１の偏光板の透
過軸を、隣接する液晶表面の液晶分子配向軸に８５゜以
上９５゜以下の範囲で交差させ、望ましくは直交させ、
第２の偏光板の透過軸を、隣接する液晶表面の液晶分子
配向軸に対して、時計方向に−５゜以上＋１０゜以下の
範囲で、望ましくは５°ずらせたのは、位相差板の遅相
軸が偏光板の透過軸に直交すると、視野角が狭くなるこ
とが分かったので、これを避けるためである。
【００４６】表４は、本発明の液晶表示装置における背
景の色調を調査した結果を示す。なお、以下のように位
相差板を使用しない構成した比較例の液晶表示装置によ
る場合の背景の色調について調査した結果を併せて示し
ている。
景の色調を調査した結果を示す。なお、以下のように位
相差板を使用しない構成した比較例の液晶表示装置によ
る場合の背景の色調について調査した結果を併せて示し
ている。
【００４７】
【表４】
【００４８】比較例の液晶表示装置は、表裏の偏光板と
も日東電工製のＮＰＦ−Ｇ１２２０ＤｕＮを使用し、表
面側の第１の偏光板の透過軸を、隣接する液晶表面の液
晶分子配向軸に対して時計方向に５°、裏面側の第２の
偏光板の透過軸を、隣接する液晶表面の液晶分子配向軸
に対して時計方向に８５°ずらせた構成とした。他の部
分は本実施例と同様にした。
も日東電工製のＮＰＦ−Ｇ１２２０ＤｕＮを使用し、表
面側の第１の偏光板の透過軸を、隣接する液晶表面の液
晶分子配向軸に対して時計方向に５°、裏面側の第２の
偏光板の透過軸を、隣接する液晶表面の液晶分子配向軸
に対して時計方向に８５°ずらせた構成とした。他の部
分は本実施例と同様にした。
【００４９】上記表４より理解されるように、実施例の
場合は彩度Ｃ*（＝√ｕ*2＋ｖ*2）が０．０６であるの
に対して比較例では６．４４であり、比較例では背景色
は黒の色調が得られなかった。なお、上記構成の比較例
の液晶表示装置は、最も深い色調が得られる場合のもの
である。また、偏光板として他のもの、例えば日東電工
製の偏光板Ｇ１２２５ＤｕＮ，Ｇ１２２０Ｄｕ，Ｇ１２
２５Ｄｕ，Ｆ１２２０Ｄｕ，Ｆ１２２５Ｄｕを使用した
場合は、更に悪い結果となった。
場合は彩度Ｃ*（＝√ｕ*2＋ｖ*2）が０．０６であるの
に対して比較例では６．４４であり、比較例では背景色
は黒の色調が得られなかった。なお、上記構成の比較例
の液晶表示装置は、最も深い色調が得られる場合のもの
である。また、偏光板として他のもの、例えば日東電工
製の偏光板Ｇ１２２５ＤｕＮ，Ｇ１２２０Ｄｕ，Ｇ１２
２５Ｄｕ，Ｆ１２２０Ｄｕ，Ｆ１２２５Ｄｕを使用した
場合は、更に悪い結果となった。
【００５０】なお、上記実施例では、カラーフィルタ等
を使用しない白黒表示の液晶表示装置について説明した
が、本発明はカラーフィルタ等を使用したカラー液晶表
示装置においても同様に適用することができる。この場
合においても、同様の効果を得ることができる。
を使用しない白黒表示の液晶表示装置について説明した
が、本発明はカラーフィルタ等を使用したカラー液晶表
示装置においても同様に適用することができる。この場
合においても、同様の効果を得ることができる。
【００５１】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明による場合
には、各画素にアクティブ素子を配した液晶表示装置に
使用されるツイストネマチック液晶をそのまま使用して
ネガ透過型表示モードを実現できるので、アクティブ素
子の特に容量設計を損ねることなく、高品位の表示を得
ることが可能となる。
には、各画素にアクティブ素子を配した液晶表示装置に
使用されるツイストネマチック液晶をそのまま使用して
ネガ透過型表示モードを実現できるので、アクティブ素
子の特に容量設計を損ねることなく、高品位の表示を得
ることが可能となる。
【図１】（ａ）は本実施例に係る液晶表示装置の概略構
成を示す断面図、（ｂ）はその液晶表示装置を構成する
位相差板および偏光板の方向配置を示す図。
成を示す断面図、（ｂ）はその液晶表示装置を構成する
位相差板および偏光板の方向配置を示す図。
【図２】本実施例の液晶表示装置のようにＭＩＭ素子を
備えた場合における素子容量ＣMと液晶容量ＣLとの回路
構成を示す図。
備えた場合における素子容量ＣMと液晶容量ＣLとの回路
構成を示す図。
【図３】ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）とポリカーボ
ネート（ＰＣ）の波長分散特性を比較して示すグラフ。
ネート（ＰＣ）の波長分散特性を比較して示すグラフ。
【図４】従来の液晶表示装置の概略構成を示す断面図。
１ 第１の偏光板 ２ 液晶パネル ３ 第２の偏光板 ４ 基板 ５ ツイストネマチック液晶層 ７ 位相差板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−287317（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−333823（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−228016（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−258920（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−88962（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−3662（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−95102（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/13363
Claims (1)
- 【請求項１】 マトリクス状に配された各画素に対し非
線形アクティブ素子が設けられたツイストネマチック型
液晶表示装置において、 液晶パネルの少なくとも一方の側に、レターデーション
値Ｒｅが４５５ｎｍであるポリビニルアルコール製の一
軸延伸高分子フィルムからなる位相差板が配置され、 前記液晶パネルにおける液晶材料の屈折率Δｎとセルギ
ャップｄとの積Δｎｄを前記位相差板のレターデーショ
ン値Ｒｅから引いた値が６０〜６５ｎｍである液晶表示
装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5229134A JP3041169B2 (ja) | 1993-09-14 | 1993-09-14 | 液晶表示装置 |
| US08/305,644 US5497256A (en) | 1993-09-14 | 1994-09-14 | Normally black mode liquid crystal display apparatus having liquid crystal cell of the first minimum design |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5229134A JP3041169B2 (ja) | 1993-09-14 | 1993-09-14 | 液晶表示装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18459799A Division JP3188253B2 (ja) | 1999-06-30 | 1999-06-30 | 液晶表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| JPH0784249A JPH0784249A (ja) | 1995-03-31 |
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Family
ID=16887295
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5229134A Expired - Fee Related JP3041169B2 (ja) | 1993-09-14 | 1993-09-14 | 液晶表示装置 |
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|---|---|
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| JP (1) | JP3041169B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| JP3452742B2 (ja) * | 1996-12-24 | 2003-09-29 | シャープ株式会社 | 液晶表示装置 |
| US6600531B1 (en) * | 1999-11-19 | 2003-07-29 | Lg. Philips Lcd Co., Ltd. | Liquid crystal cell |
| JP4564795B2 (ja) * | 2003-09-30 | 2010-10-20 | 株式会社日立製作所 | 液晶表示装置 |
| US7714945B2 (en) * | 2005-09-09 | 2010-05-11 | Jds Uniphase Corporation | Optimally clocked trim retarders |
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